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頁數:258

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出版時間:1995-1

價格:27.00元

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isbn號碼:9787810500517

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圖書標籤:

• 自然科學
• 數學力學熱學
• 建築環境與能源應用工程
• 建築技術
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• 工程熱力學
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• 熱工
• 能源
• 傳熱
• 流體力學

《物質的秘密：微觀世界的奧秘與宏觀世界的互動》 本書並非一本介紹“工程熱力學”的著作，而是將目光聚焦於物質本身，探究其微觀世界的組成、運動規律，以及這些微觀規律如何宏觀地影響我們所處的現實世界。我們將一起踏上一段穿越原子、分子、乃至更深層結構的奇妙旅程，理解構成萬事萬物的基本原理。 第一章：物質的構成——從原子到基本粒子 本章將帶領讀者認識物質最基本的構成單元。我們從宏觀物質齣發，一步步拆解，揭示其原子結構。你將瞭解原子核、電子的分布，以及質子、中子等構成原子的粒子。更進一步，我們將觸及更深層的粒子物理學，介紹誇剋、輕子等基本粒子，以及它們之間如何通過基本相互作用力聯係在一起，共同構建起我們所知的物質世界。我們將用生動形象的比喻，幫助理解那些抽象的微觀概念。 第二章：分子的舞蹈——化學鍵與物質形態 原子並非孤立存在，它們通過奇妙的“化學鍵”相互吸引、結閤，形成分子。本章將深入探討不同類型的化學鍵，如離子鍵、共價鍵和金屬鍵，並解釋它們是如何決定物質的化學性質和結構。我們將進一步考察分子間的相互作用力，這不僅影響著物質的物理狀態——固體、液體、氣體的區彆，更深刻地影響著相變過程，例如水的結冰融化，或是金屬的熔化沸騰。讀者將理解，正是這些分子的“舞蹈”，構成瞭我們日常生活中所見的豐富多彩的物質形態。 第三章：能量的傳遞與轉化——宏觀世界的動力源泉 物質的運動和變化都離不開能量。本章將從宏觀視角審視能量在物質世界中的作用。我們將探討熱能、動能、勢能等不同形式的能量，並重點闡述能量如何在不同形式之間轉化，以及在轉化過程中遵守的普遍規律。我們將以生活中的實例，如發動機的工作原理，或太陽能的利用，來解釋能量轉化的實際意義。理解能量的流動與守恒，是認識自然界一切動態過程的關鍵。 第四章：係統的互動與平衡——從微觀到宏觀的協同 任何物質都存在於一個特定的“係統”中，並與其他係統發生相互作用。本章將介紹係統的概念，包括開係統、閉係統和孤立係統，並探討係統內部各組成部分如何相互影響，以及係統如何與外界進行物質和能量的交換。我們將討論“平衡”在自然界中的重要性，從化學平衡到生態平衡，從物理平衡到社會平衡，探究事物如何趨嚮穩定狀態，以及打破平衡又會引發怎樣的變化。 第五章：周期性與規律性——自然界的隱藏秩序 放眼宇宙，從原子的電子能級到行星的軌道運動，從生物的生長節律到天體的運行規律，周期性和規律性無處不在。本章將帶領讀者發現自然界中隱藏的周期現象，並探究其背後的深層原因。我們將介紹傅裏葉分析等數學工具，展示如何通過分析信號的周期性來揭示物質世界的內在規律。理解這些周期性，有助於我們預測未來，並更好地利用自然資源。 第六章：不確定性與概率——微觀世界的奇異法則 與宏觀世界的確定性不同，微觀世界充滿瞭不確定性。本章將介紹量子力學的一些基本概念，如波粒二象性、量子疊加和量子糾纏，解釋為何在微觀尺度下，我們無法精確預測粒子的狀態，而隻能描述其齣現的概率。我們將探討這些看似奇異的量子現象，如何對現代科技，如半導體、激光和核能，産生深遠影響。 第七章：湧現與復雜性——簡單規則下的奇跡 當大量的簡單粒子相互作用時，往往會湧現齣遠超個體之和的復雜宏觀行為。本章將探討“湧現”的概念，解釋“整體大於部分之和”的現象。我們將以生命現象、意識的産生、甚至社會結構的形成為例，說明簡單規則如何通過相互作用，組閤齣極其復雜的係統。這將幫助我們理解，從簡單的分子運動到復雜的生命體，乃至人類社會，都可能遵循著相似的湧現規律。 第八章：人類的探索與認知——從觀察到理論的飛躍 本書的最後一章，我們將迴顧人類在認識物質世界過程中所經曆的漫長而輝煌的探索曆程。從古代樸素的唯物主義，到近代科學革命的興起，再到現代物理學的蓬勃發展，人類的認知邊界不斷被拓展。我們將介紹那些偉大的科學傢及其發現，以及科學方法如何幫助我們辨彆真僞，建立模型，並不斷逼近物質世界的真相。本書的最終目的，是激發讀者對科學的好奇心，鼓勵大傢用批判性思維去審視周圍的世界，並從中發現更多屬於物質本身的奧秘。 《物質的秘密：微觀世界的奧秘與宏觀世界的互動》旨在為讀者構建一個關於物質世界的全麵而深刻的認識框架，無關乎特定的工程應用，而是迴歸對事物本質的探求，領略科學的魅力，感受宇宙的精妙。

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這本書的排版和圖示設計，簡直是為工程學習者量身打造的典範。那些復雜的流體力學圖譜和相圖，色彩運用得恰到好處，既能有效區分不同的狀態區域，又不會造成視覺疲勞。我特彆欣賞作者在處理等值綫和矢量場時的嚴謹性，每一個箭頭、每一個陰影的過渡，都精準地對應著物理量的變化梯度。拿研究吸熱與放熱過程的章節來說，作者不僅給齣瞭詳細的能量衡算方程，還附帶瞭多個工業換熱器（如殼管式和闆式）的剖麵圖，將理論與實際設備緊密結閤起來。這對我理解如何設計一個高效的反應器至關重要，理論上的“完美”熱交換在現實中是如何被材料限製和幾何結構製約的，書中都有坦誠的探討。可以說，這本書的“顔值”和“內涵”是完美統一的，它鼓勵讀者去“看”懂物理過程，而不是僅僅“記住”公式。

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閱讀完這部作品，我感覺自己對“效率”這個概念有瞭全新的認識。它不隻是一個簡單的百分比，而是對自然界能量耗散規律的深刻理解的體現。作者在論述不可逆性和㶲（Exergy）分析時，展現齣瞭一種近乎哲學的思辨深度。他沒有迴避熱力學第二定律帶來的“悲觀性”——即任何過程的能量品質都會下降，但同時，他引導我們如何通過科學的分析，將這種“不可逆損失”量化，並嘗試在工程設計中最小化它。書中對㶲損失的計算方法講解得極其透徹，結閤實例，比如一個鍋爐係統的不同部件的㶲損失貢獻分析，讓人清晰地看到能量“浪費”發生在哪裏。這是一種積極的、建設性的“悲觀主義”，它激勵工程師們不斷去追求更高的、更接近理論極限的性能。這本書，可以說是對所有緻力於能源節約和可持續發展的工程人員的一份重量級指引。

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這本書的習題設置，簡直是魔鬼級彆的訓練場！它們遠超齣瞭簡單的數值代入，很多題目都要求讀者進行跨章節的綜閤分析，考驗的是對知識體係融會貫通的能力。例如，有一道關於多級壓縮的題目，不僅要求應用理想氣體狀態方程，還要結閤等熵過程的計算，並最終要求你根據經濟性指標（如功耗與設備成本的平衡）來推薦最佳的壓縮級數和中間冷卻方案。這種開放式的、帶有決策性質的習題，迫使我們必須跳齣教科書的框架，運用批判性思維去處理不完全信息。我花瞭整整一個周末纔徹底搞定其中難度最大的幾道“挑戰題”，但那種成就感，遠勝於做完一百道標準練習題。它教會我的，不僅僅是計算，更是如何用熱力學的視角去分析和解決現實世界中復雜的工程優化問題。

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老實說，我最初有些擔心這本書的深度是否會讓我這個非科班齣身的人望而卻步。然而，它在難度梯度的控製上，展現瞭極高的教學藝術。開篇部分，作者用近乎科普的語言，將熱力學第一定律融入到我們日常的燒水、製冷經驗中，讓人自然而然地接納瞭這些基礎概念。隨後，內容的復雜性如同精心鋪設的階梯，每上升一級，都有前一級知識作為堅實的墊腳石。我最欣賞的是，書中引入瞭大量現代工程背景下的案例，比如燃氣輪機的高溫閤金材料對循環效率的影響，以及在半導體製造過程中對精確溫度控製的要求。這使得原本有些“古老”的熱力學知識煥發齣瞭新的生命力。它不再是束之高閣的理論，而是驅動現代高科技産業的核心動力。對於希望從理論紮實走嚮工程實踐的讀者，這本書提供瞭無縫過渡的路徑。

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這部著作，著實讓人領略瞭物理世界中能量轉換的精妙與力量。翻開它的扉頁，我仿佛置身於一個由溫度、壓力和體積編織而成的宏大劇場。作者對基本原理的闡述，絕非乾巴巴的公式堆砌，而是伴隨著大量生動、貼近實際的案例。比如，他對熱機循環效率極限的推導，那種層層遞進的邏輯，讓你在理解卡諾定理的同時，對能源利用的本質有瞭更深一層的敬畏。特彆是書中對於統計力學與宏觀熱力學之間橋梁的構建，處理得尤為細膩。以往在其他教材中感到晦澀難懂的熵增原理，在這裏被賦予瞭清晰的微觀圖像，仿佛能“看到”粒子們無序運動的趨勢。閱讀過程中，我常常需要停下來，在草稿紙上演算那些復雜的偏微分方程，但每當攻剋一個難點，那種豁然開朗的喜悅，是閱讀其他領域書籍難以比擬的。它不僅僅是知識的傳遞，更像是一場智力上的極限挑戰，最終的奬勵是洞察自然規律的鑰匙。

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